Заказчик описывал систему Мк.2 как «единую многофункциональную систему, осуществляющую точную навигацию самолета, управление запуском и наведением управляемых ракет 'воздух- воздух' и 'воздух-поверхность', точное бомбометание своподнопадающими бомбами, прицельную стрельбу из пушки по воздушным и наземным целям, а также полет в режиме следования рельефу местности, связь и опознавание государственной принадлежности летательных аппаратов».
От системы Mk.l комплексу Мк.2 «по наследству» достались радиовысотомер AN/APN-167 и радиолокатор AN/APQ-110. Последний был доработан за счет внедрения полупроводников, модернизированный вариант получил обозначение AN/APQ-1 28. Вместо РЛС AN/APQ-1 1 3 поставили станцию AN/APQ-130 с улучшенной помехозащищенностью и увеличенной дальностью автоматического сопровождения воздушной цели. РЛС AN/APQ- 130 позволяет осуществлять наведение УР воздух-воздух среднего радиуса действия AIM-7 «Спэрроу». ИНС AN/AJQ- 20 сменила инерциалка AN/AJN-16. Прежняя навигационная система имела приемлемый даже по сегодняшним меркам уход – миля на час полета, у ИНС AN/AJN-16 уход составляет 0,8 мили на час полета. Впервые на тактическом самолете все вычисления проводились двумя центральными БЦВМ AYK-6 фирмы IBM; при выходе из строя одной из машин ее функции брала на себя вторая. Важным новшеством, совершенно ненужным на «атомном» носителе, но необходимым на тактическом истребителе-бомбардировщике, стал блок оптических средств – лазерный дальномер, инфракрасная обзорно-прицельная подсистема и низкоуровневая телевизионная подсистема. У летчиков монтировались многорежимные индикаторы отображения информации на фоне лобового стекла.
Отношение к системе Мк.2 на Капитолийском холме было не менее противоречивом, чем отношение к самолету F-1 1 1 в целом. На своем «электронном» уровне система представляла прорыв в технике не меньший, чем сверхзвуковой самолет с крылом изменяемой стреловидности и двухкон- турными двигателями. Система получилась исключительно сложной и дорогой. Оснащение 278 самолетов F- 111 D/F и FB-111 влетело в 1 млрд. долл. Для сравнения – установка комплексов Mk.l на те же самые машины обошлась бы в 300 млн. долл. На разницу в стоимости можно было построить 70 новых F-1 1 1! К тому же быстро отработать все элементы системы Мк.2 не удалось, поэтому в серию сначала пошел упрощенный вариант Мк.2В. Системами Мк.2В оснащались самолеты F-1 1 1 F, Мк.2 ставилась на F-111D. Бомбардировщики FB-111 комплектовались вариантом системы Мк.2 без радиолокатора AN/APQ- 1 30, но с блоком, позволяющим применять ракеты SRAM класса 'воздух- поверхность'.
В марте 1967 г. сенат утвердил ассигнования на начало серийного производства, предусматривалась закупка 24 F-1 11 В для ВМС США, 331 самолета модификации F-111A для Тактического авиационного командования, 64 бомбардировщика FB-1 1 1А для Стратегического авиационного командования , 24 самолета планировалось продать Австралии и 50 Великобритании. Менее чем через год, 12 февраля 1968 г. с заводского аэродрома в Форт-Уорте ушел в полет 20-й серийный F-ША (50-й построенный), во второй половине 1968 г. завод сдавал заказчику по десять F-1 1 1 в месяц.
С 1 964 по 1 969 г.г. (с учетом прототипов) было построено 156 самолетов F-111A.
Прототипов палубных F-1 1 1В изготовили в 1965-1968 г.г. семь самолетов.
Самолеты модификации «D» строились в 1970-1973 г.г., построено 96 машин. По правому борту в носовой части фюзеляжа самолета F-1 11 D предусматривалась возможность установки шестиствольной пушки М-61А1 «Вулкан» калибра 20 мм. В состав БРЭО включена комплексная многофункциональная система Мк.2. Доработан воздухозаборник, установлены двигатели TF-30-H-9 с повышенной тягой.
F-111E совершил первый полет 20 августа 1969 г., в 1969-1971 гг. построено 94 самолета. Первоначально планировалась постройка этих машин в варианте F-111A, но неудовлетворительные характеристики связки двига- тель-воздухазаборник потребовали внесения серьезных изменений в конструкцию, заодно был обновлен состав радиоэлектронного оборудования. На самолете установлены воздухозаборники Triple Plow II с увеличенным поперечным сечением, створками подачи дополнительного воздуха (створки используются вместо подвижных обечаек более ранних вариантов воздухозаборника). С правой стороны отсека вооружения предусмотрена возможность установки шестиствольной 20-мм пушки «Вулкан», пушка слегка выступает за обводы фюзеляжа. Не все F-ШЕ комплектовались пушками, но при необходимости «Вулканы» можно было поставить на все истребители-бомбардировщики данной модификации. К концу 1977 г. на всех самолетах F-111E заменили лобовое остекление фонарей кабины. Причиной замены остекления послужили три катастрофы из- за столкновения с птицами – птица пробивала старое остекление.
Наиболее совершенные F-111F были переданы заказчику в 1971-1976 гг. в количестве 106 экземпляров. От предыдущих модификаций машины варианта «F» отличает более мощный двигатель TF-30 -P-100, измененная конструкция балки с поворотными шарнирами крыла. В состав БРЭО входила комплексная многофункциональная система Мк.2В. В 1978 г. началось оснащение самолетов F-111 F подвесными контейнерами с обзорно-прицельной системой AN/AVQ-26 «Пэйв Тэк» фирмы Аэронатроникс Форд. В контейнере размещаются лазерный даль- номер-целеуказатель AN/AVQ-25 и И К обзорно- прицельная система AN/ AAQ-9. Контейнер размещается в бом- боотсеке, в боевом положении контейнер выдвигается из отсека. Конструктивно контейнер состоит из двух секций: головки сдатчиками первичной информации и основной секции с вычислительным и вспомогательным оборудованием. Турель с датчиками первичной информации имеет углы прокачки в диапазоне 190 град, по углу места и 270 град по азимуту, фактически датчики просматривают почти всю нижнюю полусферу. Процесс оборудования самолетов системами «Пэйв Тэк» шел довольно медленными темпами: к осени 1982 г. обзорно-прицельные системы получило меньше половины из 90 дислоцированных в Великобритании истребителей-бомбардировщиков F- 111F. Самолеты модификации «F» могли нести на задних фюзеляжных узлах подвески контейнеры AN/ALQ- 131 (V) и QRC-80-01 (V)-4 с аппаратурой РЭБ. Возможна была также подвеска контейнеров РЭБ под передней частью отсека вооружения, в этом случае исключается использование системы «Пэйв Тэк».